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8食品冷冻冷藏原理与设备-冷冻干燥.ppt
文档介绍:
第八章食品冷冻干燥贮藏
郑艺华
生物系统热科学与技术研究所
§8-1 冷冻干燥技术的发展
1890年,阿特曼在制作标本时,为防止标本在有机溶剂中溶解,采用冷冻干燥法进行了标本制作。
1909年,谢盖尔将冻干引入细菌学和血清学领域。
1912年,卡瑞尔首先提出用冻干技术为外科移植保存组织。
1935年,第一台商业冻干机问世。
1940年,冻干人血浆开始投入使用。
1930年,弗洛斯道夫进行了食品冻干的试验。
1965年,全球已有食品冻干厂50多家,后来,除在宇宙航行、军队、登山、航海、探险等特殊场合受到欢迎外,在一般民用食品中也确立了稳固的地位。
1985年,日本有25家公司生产冻干食品,总销售额1700亿日元。
随冻干技术的应用和发展,冻干机理和技术的研究也随之发展起来。1949年,弗洛斯道夫出版了世界第一本有关冻干技术及理论的专著。
1951年,召开第一届以冻干为主题的专题讨论会。
目前的研究集中在缩短冻干周期,进行能源的综合利用,强化装置的功能,降低设备的造价等。
解放前,我国只有实验室进行简易的冻干装置进行保存菌毒种的试验。
1953年,卫生部所属北京、武汉两生物制品研究所先后安装了大型冻干设备,迈开了我国生物制品冻干工业化的第一步。
目前几百家的工厂和研究单位使用冻干机进行生物制品、医药品的生产和研究。
中国从五十年代引进真空冷冻干燥装置,九十年代初才应用于食品行业,真空冷冻干燥装置也从最初的引进、仿制,到目前已实现工业化生产,形成了多品种、多规格的系列产品。
目前在美国冻干食品年产量达500多万吨,日本冻干设备总面积超过2万平方米。而我国冻干设备总面积估计只有3000平方米。
食品真空冷冻干燥装置和冻干食品的发展,是人们现代生活的需要,食品工业发展的趋势,相信在不远的将来冻干食品将会是食品工业中的重要组成部分,冻干技术将会在新一代食品开发和生产中具有不可替代的作用。
§8-2 冷冻干燥原理
真空冷冻干燥是先将湿物料共晶点(三相点)温度以下冻结,使水分变成固态的冰,然后在适当的真空度下,使冰直接升华为水蒸汽,再用真空系统中的冷凝器将水蒸汽冷凝,从而获得干燥制品的技术。
1Torr(托)=1mmHg=133Pa
真空冷冻干燥的条件
从理论上说,真空冷冻干燥的操作区域只需在水的三相点以下即可。但实际的操作条件要苛刻得多,通常在0.5—1.5mbar的真空度和—25℃左右温度下,才能保证冷冻干燥的顺利进行。
真空条件:冰在一定温度下的饱和蒸汽压大于环境的水蒸气分压时即可开始升华,这是产生升华所必需的条件。
温度条件:比制品温更低的冷阱(凝结器)对水水蒸气的抽吸与捕获作用,则是维持升华所必需的条件。
能量条件:给产品一定程度的加热,是加快并最终完成冻干的能量条件。冰的升华热约为2822 J/g,如果升华过程不供给热量,那末制品只有降低内能来补偿升华热,直至其温度与凝结器温度平衡后,升华也就停止了。为了保持升华与冷凝来的温度差,必须对制品提供足够的热量。




干燥箱







制冷系统
加热系统
§8-3 食品冷冻干燥设备
冷冻干燥机设备主要组成有制冷系统、真空系统、加热干燥系统和控制系统。
几个系统性能的好坏不但相互影响、而且也直接影响整个冷冻干燥机的性能优劣,因此,设计好每一个系统都是至关重要的。 内容来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.
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